气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

' f6 K* d* j8 M2 t
各位高工：
4 K  ?' Y6 l; {$ k# k大家好，现有一棘手问题需要求助大家。

5 p) Y1 K: _0 E3 f. w0 _如图所示一个气缸带一个旋转门（两个门重约600Kg,单门重约300Kg门高约2000mm）的结构气缸为SMC型号为：CP96SDB63-250
. ~  {# e6 T. L0 c5 H/ b两位五通电磁阀前面装有一缓冲阀。
但是现场有时候还是会将气缸活塞杆（杆径20mm，材料Q235A）的头部在螺纹处撞断。
3 ?$ F( D) x- V6 r: m活塞杆理论速度为50~1000mm/s
1 s9 j8 ?- l8 K9 }; S' c" U  V8 g由于是日本客户，大家都知道日本人比较较真，虽然给客户提供了备件，但客户仍要求提供此处的详细计算数据，以确保此后不会再断。
现场
请教各位高人：
! w5 Y0 w: I9 b1。此处如何分析？应该计算转动惯量？计算冲击力？还是？
2。此处断裂主要原因？
: X0 Q% K: O. H
# M# t2 J7 I$ G7 K4 x: q& i* R) }

我爱用acad

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
+ i7 d( F  E) x0 K建议：
1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。
2、适当加大此处螺纹，设计合理的螺纹退刀槽，减小应力集中。

一直很努力

我爱用acad 发表于 2014-7-4 19:13 static/image/common/back.gif
+ S; U% t: H5 |0 }我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
6 k9 ~+ n4 G* G建议：
' D) s( L* d  i3 D, J& ]1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。

那应该加大到多少合适？如休验算？谢谢！

千军一将

我觉得气缸选的小了
0 f, c1 u4 f2 }, M" n: K7 c9 w选特殊材料的气缸固然好
但是成本和维护也困难
所以最好的办法是更换大型号的气缸
' O% W3 b% P) K- a你那个气缸选到80-100就可以了
另外
' Z* F5 U9 }+ v# Y, c气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
7 f+ |5 J' U4 f0 F) [& ~9 I5 Y这个有点难计算
与安装，位置，门的阻力
4 [7 I8 c7 y/ n$ G等等有关
( D8 t3 s; h1 b甚至与铰链的位置有关
你具体问题分析吧

一直很努力

千军一将 发表于 2014-7-5 10:55 static/image/common/back.gif
6 Z7 [- S5 x/ L我觉得气缸选的小了
3 v2 c: q1 D0 Q4 r' I选特殊材料的气缸固然好
: l# a# B2 j3 M; L但是成本和维护也困难

你说的很对，但是现在客户就是让给出一个计算数据，他们才信服！

gaoyns

需要实测活塞杆受的力，活塞杆直径20mm，螺纹直径多少？如果是M20的普通螺纹，可承受的力在3000kgf以上，300kg的重量根本不是问题，因此没必要更换大气缸。看是否拉门时有别劲现象，实测一下拉力就可说明问题。如果就是300kgr 的力，是没有问题的。

一直很努力

gaoyns 发表于 2014-7-6 12:33
* q0 ~$ f6 ~. ~* K- {. ?" p  n; ~' \需要实测活塞杆受的力，活塞杆直径20mm，螺纹直径多少？如果是M20的普通螺纹，可承受的力在3000kgf以上，30 ...

  D7 |" x+ G( ~8 v感谢高老指点，活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍，把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的，不知道这个瞬时受力如何来测？

gaoyns

一直很努力 发表于 2014-7-6 20:50 static/image/common/back.gif
感谢高老指点，活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍，把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的，不知道这 ...

M16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
测一下缸内气压，乘上有效活塞面积，也可算出拉力，如果有加速度，还需加上加速力。

一直很努力

gaoyns 发表于 2014-7-7 09:30 static/image/common/back.gif
0 _" ?& X' {7 SM16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
测一下缸内气压，乘上有效活塞面积 ...

静态拉力好算，但是气缸加速度的力就不好测也不好算了。

lussssssssss

+ O; s, ^% m2 A% X; J
那么重的门，杆子太细了，另外铰接头太精密，如果采用球形铰头最好，否则间隙留大点.
8 V1 O; ^2 j8 C
杆子建议采用40Cr，调质，螺纹至少M28,表面质量要好，如果采用球形铰接头，直径可以减少